Rūsa ir dzelzs oksīds, parasti sarkanais oksīds, kas veidojas dzelzs un skābekļa redoksreakcijā ūdens vai gaisa mitruma klātbūtnē. Vairākas rūsas formas ir atšķiramas gan vizuāli, gan ar spektroskopiju, un tās veidojas dažādos apstākļos.
Tas ir ļoti sarežģīts process, taču mēs apskatīsim visus faktorus, kas to veicina. Turklāt es padalīšos ar dažiem padomiem, kā to novērst.
Šajā rakstā mēs apskatīsim:
Kas pie pasaules ir Rūsa?
Rūsa ir termins, ko parasti lieto, lai aprakstītu dzelzs vai tērauda oksidēšanos, ko izraisa mitruma un skābekļa iedarbība. Tehniski rūsa ir dzelzs oksīds, īpaši ūdeņraža dzelzs (III) oksīds vai dzelzs (III) oksīda hidroksīds. Tas veidojas, kad dzelzs reaģē ar skābekli ūdens vai gaisa mitruma klātbūtnē, kā rezultātā metālam veidojas sarkanbrūns pārslains pārklājums.
Rūsas cēloņi
Rūsa rodas, ja dzelzs vai tērauds tiek pakļauts mitrumam un skābeklim. Ūdens vai gaisa mitruma klātbūtne darbojas kā katalizators, palielinot reakcijas ātrumu starp dzelzi un skābekli. Daži faktori, kas veicina rūsēšanu, ir šādi:
- Ģeogrāfiskā atrašanās vieta: apgabali ar augstu mitruma līmeni, lietusgāzēm vai vēju var veicināt rūsas izplatīšanos.
- Sāls iedarbība: Sāls var paātrināt rūsēšanas procesu, padarot to sliktāku stipri sālītajās vietās.
- Aizsardzības trūkums: neaizsargāti tēraudi ir vairāk pakļauti rūsēšanai nekā tie, kas ir pārklāti vai krāsoti.
Rūsas profilakse un ārstēšana
Rūsas novēršana ir labs veids, kā aizsargāt metālu no neizbēgamās oksidācijas ietekmes. Daži veidi, kā novērst rūsu, ir šādi:
- Metāla virsmas pārklāšana vai krāsošana, lai pasargātu to no mitruma un skābekļa iedarbības.
- Saglabājot metālu sausu un brīvu no mitruma.
- Nerūsējošā tērauda vai citu pret rūsu izturīgu metālu izmantošana vietās, kur rūsa rada bažas.
Rūsas apstrāde var būt nedaudz sarežģītāka, taču dažas metodes ietver:
- Rūsušo vietu noslīpējiet vai notīriet ar stiepļu suku, lai noņemtu rūsu.
- Rūsas pārveidotāja uzklāšana skartajai zonai, lai ķīmiski mainītu rūsu par stabilāku savienojumu.
- Jebkuru bedrīšu vai dobumu aizpildīšana ar metāla pildvielu, lai atjaunotu metāla strukturālo integritāti.
Zinātne aiz rūsas: ķīmisko reakciju izpēte
Rūsa ir ķīmiskas reakcijas rezultāts, kas rodas, kad dzelzs tiek pakļauts skābekļa un mitruma iedarbībai. Galvenā ķīmiskā reakcija, kas izraisa rūsēšanu, ir dzelzs oksidēšanās, ko var attēlot ar šādu vienādojumu:
4Fe + 3O2 → 2Fe2O3
Tas nozīmē, ka četri dzelzs atomi apvienojas ar trim skābekļa molekulām, veidojot divas dzelzs oksīda molekulas.
Ūdens un skābekļa loma rūsēšanā
Ūdens un skābeklis ir divi galvenie elementi, kas nepieciešami rūsēšanai. Kad dzelzs tiek pakļauts ūdens un skābekļa iedarbībai, sākas rūsēšanas process. Ūdens darbojas kā vide, kas nogādā skābekļa molekulas uz dzelzs virsmu, savukārt skābeklis nodrošina elektronus, kas nepieciešami oksidācijas procesam.
Mitruma un sausuma ietekme uz rūsēšanu
Mitrumam ir izšķiroša loma rūsēšanas procesā. Kad dzelzs tiek pakļauts mitrumam, tas veido dzelzs hidroksīdu, kas ir savienojums, kas satur gan dzelzs, gan ūdens molekulas. Šis savienojums ir nestabils un viegli sadalās, veidojot dzelzs oksīdu un atbrīvojot ūdens molekulas. Šis process izraisa dzelzs pārslu veidošanos un zvīņu veidošanos, kas galu galā var izraisīt pilnīgu metāla sabrukšanu. No otras puses, sausums var palēnināt vai pat novērst rūsēšanas procesu.
Rūsēšanas sarežģītā daba
Rūsēšana ir sarežģīts process, kas ietver lielu skaitu ķīmisku reakciju. Tas sākas ar dzelzs oksidēšanu, kas pēc tam tiek apvienota ar ūdens molekulām, veidojot dzelzs hidroksīdu. Pēc tam šis savienojums sadalās, veidojot dzelzs oksīdu un atbrīvojot ūdens molekulas. Iegūtais dzelzs oksīds veido aizsargājošu slāni uz metāla virsmas, taču šis slānis galu galā var atslāņoties un pakļaut svaigu metālu elementiem, izraisot rūsēšanas procesa turpināšanu.
Līdzības un atšķirības starp rūsēšanu un koroziju
Rūsēšana un korozija bieži tiek lietoti savstarpēji aizstājami, taču tie nav viens un tas pats. Rūsēšana ir īpašs korozijas veids, kas rodas, ja dzelzs ir pakļauts skābekļa un mitruma iedarbībai. No otras puses, korozija ir vispārīgs termins, kas apraksta procesu, kurā metāli reaģē ar vidi, veidojot savienojumus. Korozija var notikt dažādos veidos, ieskaitot rūsēšanu, taču tā var notikt arī citos veidos, piemēram, ja metāli tiek pakļauti sāls vai skābes iedarbībai.
Galvenie faktori, kas ietekmē rūsēšanu
Rūsēšanas procesu var ietekmēt vairāki faktori, tostarp:
- Ūdens un skābekļa klātbūtne
- Sāls vai citu elektrolītu klātbūtne
- Metāla tīrība
- Metāla struktūra
- Vides temperatūra un mitrums
Šo faktoru izpratne ir ļoti svarīga, lai novērstu rūsēšanu un saglabātu metāla priekšmetus ikdienas dzīvē.
Izvairieties no rūsas: padomi korozijas novēršanai
Runājot par rūsas novēršanu, jūsu izvēlētais metāla veids var būtiski mainīt. Daži metāli dabiski ir izturīgāki pret koroziju nekā citi. Piemēram, nerūsējošais tērauds ir populāra izvēle āra mēbelēm un ierīcēm, jo tajā ir hroms, kas veido aizsargkārtu uz metāla virsmas. Citi metāli, piemēram, alumīnijs un varš, arī ir samērā izturīgi pret koroziju. Ja strādājat pie projekta, kas tiks pakļauts elementiem, apsveriet iespēju izmantot kādu no šiem metāliem.
Izmantojiet korozijas inhibitoru
Viens no efektīvākajiem rūsas novēršanas veidiem ir korozijas inhibitora lietošana. Šie ķīmiskie savienojumi darbojas, samazinot metāla vai sakausējuma korozijas ātrumu, kas nonāk saskarē ar šķidrumu vai gāzi. Korozijas inhibitorus var pievienot dažādām vielām, tostarp ūdenim, eļļai un degvielai. Tie darbojas, veidojot aizsargbarjeru uz metāla virsmas, kas neļauj mitrumam un citiem kodīgiem līdzekļiem nokļūt līdz pašam metālam. Daži izplatīti korozijas inhibitoru veidi ir:
- Cinka fosfāts
- Nātrija nitrīts
- Nātrija benzoāts
- Kalcija nitrāts
Turiet to sausu
Mitrums ir viens no galvenajiem vaininiekiem, kad runa ir par rūsu un koroziju. Ja vēlaties novērst rūsas veidošanos uz metāla virsmām, ir svarīgi, lai tās būtu pēc iespējas sausas. Tas nozīmē, ka metāla priekšmeti ir jāuzglabā sausā vietā, pēc lietošanas tie jānoslauka un, kad vien iespējams, jāizvairās no mitruma iedarbības.
Uzklājiet aizsargpārklājumu
Vēl viens efektīvs veids, kā novērst rūsu, ir uzklāt metāla virsmām aizsargpārklājumu. Ir pieejami dažādi pārklājumi, tostarp krāsa, epoksīds un poliuretāns. Šie pārklājumi darbojas, veidojot barjeru starp metālu un vidi, neļaujot mitrumam un citiem kodīgiem līdzekļiem nokļūt metāla virsmā.
Regulāra uzturēšana
Visbeidzot, viens no labākajiem veidiem, kā novērst rūsu, ir regulāri veikt apkopi. Tas nozīmē, ka metāla virsmas regulāri jāpārbauda, vai nav korozijas pazīmju, tīrīšana tos pēc vajadzības un uzklājot visus nepieciešamos aizsargpārklājumus vai korozijas inhibitorus. Saglabājot modrību un veicot aktīvas darbības, lai novērstu rūsu, jūs varat saglabāt savu metāla virsmu lielisku izskatu daudzus gadus.
Atbrīvošanās no rūsas: apstrādes iespējas
Runājot par rūsas apstrādi, ir pieejamas dažādas iespējas. Šeit ir daži no visizplatītākajiem rūsas pārveidotāju veidiem:
- Pārveidotāji uz tanīnskābes bāzes: šie šķīdumi satur miecskābi, kas ķīmiski pārvērš rūsu par stabilu, inertu dzelzs tannāta slāni. Šis slānis nodrošina aizsargbarjeru pret turpmāku rūsēšanu. Pārveidotāji uz tanīnskābes bāzes ir lieliska iespēja mājsaimniecības rotājumiem un maziem metāla priekšmetiem. Ferprime un Qconvert ir daži tanīnskābes pārveidotāju piemēri.
- Fosforskābes pārveidotāji: šie šķīdumi satur fosforskābi, kas pārvērš rūsu inertā un stabilā oksīdā. Fosforskābes pārveidotāji ir lieliska iespēja lielākiem metāla gabaliem, kas ātri jāapstrādā. Tos parasti izmanto arī kopā ar krāsošanu vai epoksīdu, lai izveidotu spēcīgu, pret rūsu izturīgu virsmu. Daži uz fosforskābi balstītu pārveidotāju piemēri ir Rust-Oleum Rust Reformer un KBS Coatings RustSeal.
- Pārveidotāji uz polimēru bāzes: šie šķīdumi satur aktīvo sastāvdaļu, kas pārvērš rūsu polimērā, kas rada spēcīgu, aizsargājošu slāni. Pārveidotāji uz polimēru bāzes ir lieliska iespēja priekšmetiem, kas tiks pakļauti skarbiem apstākļiem, piemēram, āra mēbelēm vai transportlīdzekļiem. Tos ir arī viegli uzklāt, jo var izsmidzināt tieši uz sarūsējušo virsmu. Daži uz polimēru balstītu pārveidotāju piemēri ir POR-15 Preventive Coating Coating un Rust-Oleum Rust Reformer.
Pareizā rūsas pārveidotāja izvēle
Izvēloties rūsas pārveidotāju, ir svarīgi ņemt vērā šādus faktorus:
- Apstrādājamā metāla veids
- Apstrādājamās preces izmērs
- Vēlamais rūsas pārveidotāja veids (uz tanīnskābes bāzes, uz fosforskābes bāzes vai uz polimēru bāzes)
- Lietošanas metode (aerosols, izsmidzināms vai kvarts/galons)
- Laiks, kas nepieciešams, lai pārveidotājs nožūtu un sacietētu
Papildu padomi rūsas apstrādei
Šeit ir daži papildu padomi, kas jāpatur prātā, apstrādājot rūsu:
- Pirms pārveidotāja uzklāšanas pārliecinieties, vai virsma ir tīra un sausa.
- Ja rūsa ir īpaši noturīga, pirms pārveidotāja uzklāšanas, iespējams, tā ir jānoņem mehāniski (ar stiepļu suku vai smilšpapīru).
- Strādājot ar rūsas pārveidotājiem, vienmēr valkājiet aizsargcimdus un brilles.
- Ja izmantojat pārveidotāju uz fosforskābes bāzes, iespējams, vēlēsities pazemināt šķīduma pH, samitrinot virsmu ar skābi (piemēram, etiķi), pirms pārveidotāja uzklāšanas. Tas var paātrināt reakciju un nodrošināt papildu atbalstu oksīda slānim.
- Ja izmantojat pārveidotāju uz polimēra bāzes, noteikti izvēlieties pārveidotāju, kas satur šķīdinātāju (piemēram, glikola monobutilēteri), kas darbojas kā mitrināšanas līdzeklis. Tas palīdzēs pārveidotājam iekļūt rūsā un nodrošinās spēcīgu, stabilu slāni.
Secinājumi
Tātad rūsa ir ķīmiska reakcija, kas rodas, kad dzelzs nonāk saskarē ar skābekli un mitrumu.
Ir svarīgi zināt, kā novērst rūsu un ārstēt to, kad tā rodas. Tāpēc nebaidieties uzdot jautājumus, ja neesat par kaut ko pārliecināts. Vienkārši atcerieties vienmēr būt uzmanīgiem ar rūsu un izmantot aizsargpārklājumus.
